特許 7661469 印刷配線板

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2025-04-04

(45)【発行日】2025-04-14

(54)【発明の名称】印刷配線板

(51)【国際特許分類】

   H05K 1/11 20060101AFI20250407BHJP

   H05K 3/46 20060101ALI20250407BHJP

   H05K 1/02 20060101ALI20250407BHJP

   H01P 3/12 20060101ALI20250407BHJP

【ＦＩ】

H05K1/11 H

H05K3/46 N

H05K3/46 Q

H05K3/46 Z

H05K1/02 C

H05K1/02 J

H01P3/12 100

【請求項の数】 12

(21)【出願番号】P 2023500854

(86)(22)【出願日】2022-02-15

(86)【国際出願番号】 JP2022005952

(87)【国際公開番号】W WO2022176853

(87)【国際公開日】2022-08-25

【審査請求日】2023-08-16

(31)【優先権主張番号】P 2021025777

(32)【優先日】2021-02-22

(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP

(73)【特許権者】

【識別番号】000006633

【氏名又は名称】京セラ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100090033

【弁理士】

【氏名又は名称】荒船 博司

(74)【代理人】

【識別番号】100093045

【弁理士】

【氏名又は名称】荒船 良男

(72)【発明者】

【氏名】長瀬 智哉

(72)【発明者】

【氏名】島田 信宏

【審査官】沼生 泰伸

(56)【参考文献】

【文献】特開２００６－０４１９６６（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２０１９／１８９６２２（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特開２０１１－２１１１７０（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０５Ｋ １／１１

Ｈ０５Ｋ ３／４６

Ｈ０５Ｋ １／０２

Ｈ０１Ｐ ３／１２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

第１面と、該第１面とは反対側の第２面と、前記第１面から前記第２面まで貫通する貫通孔とを有する第１絶縁層と、
前記貫通孔の内壁に位置し、かつ、前記第２面に平行な断面における開口面積が前記第１面側から前記第２面側に向かうに従って増大する部分を有するスルーホール導体と、
前記第１絶縁層の前記第２面に位置し、前記スルーホール導体と電気的に接続された第１導体層と、
前記スルーホール導体に囲まれた空間を埋めている樹脂と、
前記第１導体層上に設けられている第２絶縁層と、
前記第２絶縁層を貫通する複数のビア導体と、
を備え、
前記複数のビア導体は、前記第１導体層と電気的に接続されており、かつ、前記第２面に向かう平面視で、前記スルーホール導体の前記第２面における第２面側開口を囲むように配置されており、
前記スルーホール導体は、前記第１絶縁層の前記貫通孔の前記内壁にのみ位置しており、前記第２絶縁層には位置していない、印刷配線板。

【請求項2】

前記第２絶縁層は、前記第１絶縁層との間に他の絶縁層を介さずに前記第１絶縁層と連続して積層されており、
前記スルーホール導体は、前記第１絶縁層に位置しているとともに前記第２絶縁層には位置しておらず、
前記複数のビア導体は、前記第２絶縁層に位置しているとともに前記第１絶縁層には位置していない、
請求項１に記載の印刷配線板。

【請求項3】

前記スルーホール導体は、前記第１面から前記第２面まで、該第２面に向かうに従って前記開口面積が増大している、請求項１又は２に記載の印刷配線板。

【請求項4】

前記スルーホール導体は、前記貫通孔の中心軸を通り前記第２面に垂直な任意の断面において、前記第２面に平行な方向についての開口幅が、前記第１面から前記第２面まで、該第２面に向かうに従って増大している、請求項１又は２に記載の印刷配線板。

【請求項5】

前記スルーホール導体は、前記貫通孔の中心軸を通り前記第２面に垂直な任意の断面において、前記第２面に垂直な方向に対して傾斜している部分を有する、請求項１～請求項４のいずれか１つに記載の印刷配線板。

【請求項6】

前記スルーホール導体は、前記第２面に平行な断面における開口のアスペクト比が１を超える形状である、請求項１～請求項５のいずれか１つに記載の印刷配線板。

【請求項7】

前記スルーホール導体は、前記第２面に平行な断面における開口の形状が長方形、レーストラック型、ダンベル型またはボウタイ型である、請求項６に記載の印刷配線板。

【請求項8】

前記スルーホール導体は、前記第２面に平行な断面における開口の形状が、湾曲した角部を有する長方形である、請求項６に記載の印刷配線板。

【請求項9】

前記第２絶縁層の比誘電率が前記樹脂の比誘電率よりも低い、請求項１～請求項８のいずれか１つに記載の印刷配線板。

【請求項10】

前記第２絶縁層上に第２導体層を備え、
前記第２導体層は、前記複数のビア導体と電気的に接続されており
前記第２導体層は、前記平面視で前記貫通孔の中心軸を囲む位置に、前記第２面側開口よりも面積が小さい開口を有する、請求項１～請求項９のいずれか１つに記載の印刷配線板。

【請求項11】

前記スルーホール導体の前記第１面における第１面側開口を覆う第３絶縁層と、
前記第３絶縁層上に設けられた第３導体層と、
を備え、
前記第３導体層は、電子部品と電気的に接続される複数の接続部を有し、
前記複数の接続部のうち少なくとも１つは、前記第１面に向かう平面視で前記貫通孔の中心軸と重なる位置である、請求項１０に記載の印刷配線板。

【請求項12】

前記第１絶縁層の内部に内層導体を備え、
前記内層導体は、前記スルーホール導体と電気的に接続されている、請求項１～請求項１１のいずれか１つに記載の印刷配線板。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、印刷配線板に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、印刷配線板の一方の面から他方の面への信号の伝送に、印刷配線板の厚み方向に延在する導波管を用いる技術が知られている（例えば、特開２０１５－１３９０４２号公報）。従来の導波管は、印刷配線板の厚み方向の各位置で径の変化が無いものであった。

【発明の概要】

【0003】

本開示の一態様に係る印刷配線板は、第１面と、該第１面とは反対側の第２面と、前記第１面から前記第２面まで貫通する貫通孔とを有する第１絶縁層を備える。印刷配線板は、前記貫通孔の内壁に位置し、かつ、前記第２面に平行な断面における開口面積が前記第１面側から前記第２面側に向かうに従って増大する部分を有するスルーホール導体を備える。印刷配線板は、前記第１絶縁層の前記第２面に位置し、前記スルーホール導体と電気的に接続された第１導体層と、前記スルーホール導体に囲まれた空間を埋めている樹脂と、前記第１導体層上に設けられている第２絶縁層と、前記第２絶縁層を貫通する複数のビア導体と、を備える。前記複数のビア導体は、前記第１導体層と電気的に接続されており、かつ、前記第２面に向かう平面視で、前記スルーホール導体の前記第２面における第２面側開口を囲むように配置されている。前記スルーホール導体は、前記第１絶縁層の前記貫通孔の前記内壁にのみ位置しており、前記第２絶縁層には位置していない。

【図面の簡単な説明】

【0004】

【図1】第１の実施形態に係る印刷配線板の平面図および断面図である。

【図2】変形例１に係る印刷配線板の平面図である。

【図3】変形例１に係る他の印刷配線板の平面図である。

【図4】変形例１に係る他の印刷配線板の平面図である。

【図5】変形例１に係る他の印刷配線板の平面図である。

【図6】変形例１に係る他の印刷配線板の平面図である。

【図7】変形例２に係る印刷配線板の断面図である。

【図8】変形例２に係る他の印刷配線板の断面図である。

【図9】第２の実施形態に係る印刷配線板の断面図である。

【図10】第３の実施形態に係る印刷配線板の平面図および断面図である。

【図11】第４の実施形態に係る印刷配線板の断面図である。

【図12】第５の実施形態に係る印刷配線板の断面図である。

【図13】第６の実施形態に係る印刷配線板の断面図である。

【図14】印刷配線板の製造方法を説明する断面図である。

【図15】印刷配線板の製造方法を説明する断面図である。

【図16】印刷配線板の製造方法を説明する断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0005】

以下、実施の形態を図面に基づいて説明する。ただし、以下で参照する各図は、説明の便宜上、実施形態を説明する上で必要な主要部材のみを簡略化して示したものである。したがって、本開示の印刷配線板１は、参照する各図に示されていない任意の構成部材を備え得る。また、各図中の部材の寸法は、実際の構成部材の寸法および寸法比率などを忠実に表したものではない。

【0006】

〔第１の実施形態〕
図１に示すように、第１の実施形態に係る印刷配線板１は、第１絶縁層１１およびスルーホール導体２０を備えている。以下では、印刷配線板１の厚さ方向をＺ方向とするＸＹＺ直交座標系により印刷配線板１の各部の向きを説明する。また、印刷配線板１を構成する各層の＋Ｚ方向を向く面を「上面」とも記し、－Ｚ方向を向く面を「下面」とも記す。また、Ｚ方向から見ることを「平面視」と記す。

【0007】

第１絶縁層１１は、絶縁性を有する材質の板状部材である。以下、第１絶縁層１１の下面を第１面Ｓ１と記し、上面（第１面Ｓ１とは反対側の面）を第２面Ｓ２と記す。第１面Ｓ１および第２面Ｓ２はＸＹ平面と平行である。以下では、第２面Ｓ２に平行な断面を「横断面」と記し、第２面Ｓ２に垂直な断面を「縦断面」と記す。

【0008】

第１絶縁層１１の材質は、絶縁性を有しているものであれば特に限定されない。第１絶縁層１１の材質としては、例えば、エポキシ樹脂、ビスマレイミド－トリアジン樹脂、ポリイミド樹脂、ポリフェニレンエーテル（ＰＰＥ）樹脂、フェノール樹脂、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）樹脂、ケイ素樹脂、ポリブタジエン樹脂、ポリエステル樹脂、メラミン樹脂、ユリア樹脂、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）樹脂、ポリフェニレンオキシド（ＰＰＯ）樹脂などが挙げられる。これらの樹脂は２種以上を混合してもよい。また、印刷配線板１の強度を高められるという点から、第１絶縁層１１には、ガラスクロスなどの繊維質基材が配合されていてもよい。また、第１絶縁層１１には、水酸化アルミニウム、シリカまたは硫酸バリウムなどの無機充填剤、もしくはフェノール樹脂またはメタクリル樹脂などの有機充填材が配合されていてもよい。

【0009】

第１絶縁層１１は、第１面Ｓ１から第２面Ｓ２まで貫通する貫通孔１１１を有する。貫通孔１１１の内壁１１２は、円錐台の側面の形状を有している。よって、貫通孔１１１の第１面Ｓ１における開口、第２面Ｓ２における開口、および任意の横断面における開口の形状は、いずれも円形である。また、これらの開口がなす円の半径は、第１面Ｓ１から第２面Ｓ２に向かうに従って増大している。

【0010】

スルーホール導体２０は、貫通孔１１１の内壁１１２に位置しており、内壁１１２に沿って第１面Ｓ１から第２面Ｓ２まで延在している。スルーホール導体２０は、厚さがほぼ均一である。よって、スルーホール導体２０の内壁２０３は、貫通孔１１１の内壁１１２と同様、円錐台の側面の形状を有している。スルーホール導体２０は、第１面Ｓ１における第１面側開口２０１、および第２面Ｓ２における第２面側開口２０２が他の導体で塞がっていない。スルーホール導体２０の第１面側開口２０１、第２面側開口２０２、および任意の横断面における開口の形状は、いずれも円形である。これらの開口がなす円の半径は、第１面Ｓ１から第２面Ｓ２まで、該第２面Ｓ２に向かうに従って増大している。よって、スルーホール導体２０は、第１面Ｓ１から第２面Ｓ２まで、該第２面Ｓ２に向かうに従って横断面における開口面積が増大している。また、スルーホール導体２０は、貫通孔１１１の中心軸を通る任意の縦断面において、第２面Ｓ２に平行な方向についての開口幅（図１におけるＸ方向についての開口幅）が第１面Ｓ１から第２面Ｓ２まで、該第２面Ｓ２に向かうに従って増大している（拡径している）。また、スルーホール導体２０は、貫通孔１１１の中心軸を通る任意の縦断面において、第２面Ｓ２に垂直な方向（Ｚ方向）に対して傾斜している部分を有する。より詳しくは、スルーホール導体２０は、上記縦断面において、第２面Ｓ２に垂直な方向に対して内壁２０３が傾斜している部分を有する。別の観点では、スルーホール導体２０は、横断面における開口の面積が第１面Ｓ１側から第２面Ｓ２側に向かうに従って増大する部分を有する。スルーホール導体２０は、例えば、めっき処理により貫通孔１１１の内壁１１２に形成された銅、ニッケルおよび／または金などの金属（めっき層）であってもよい。

【0011】

スルーホール導体２０は、図１の白抜きの矢印で示すように第１面側開口２０１から第２面側開口２０２に電磁波を伝播させる導波管として機能する。導波管としてのスルーホール導体２０は、第１面側開口２０１の直径をＤ１、第２面側開口２０２の直径をＤ２とした場合に、λ／２≦Ｄ１≦λ、およびλ／２≦Ｄ２≦λをいずれも満たす波長λの電磁波を伝播させる。この導波管を用いることで、印刷配線板１の第２面側開口２０２から＋Ｚ方向に電磁波を送信することができる。具体的には、第１面側開口２０１の近傍に、マイクロ波などの電磁波を出力するＭＭＩＣ（モノリシックマイクロ波集積回路）の出力端子、または該出力端子と電気的に接続された接続パッドを配置すると、該電極から出力された電磁波をスルーホール導体２０によって第２面Ｓ２側に導いて、第２面側開口２０２から＋Ｚ方向に送信することができる。

【0012】

また、印刷配線板１の上方から第２面側開口２０２に入射した電磁波をスルーホール導体２０によって第１面Ｓ１側に導いて、第１面側開口２０１から上記の電極に入射させて受信することもできる。

【0013】

このように、第２面Ｓ２側に向かうに従ってスルーホール導体２０の横断面の開口面積が増大する構成によれば、第２面Ｓ２側から電磁波を放射する場合に電磁波が伝搬方向に進むほど開口径が大きくなる導波管（フィードホーン型導波管）が得られる。よって、スルーホール導体２０の内部において、電磁波が第２面Ｓ２に近付くに従って平面波に近付くため、第２面側開口２０２から外部に放射される電磁波の、平面波への変化が緩やかになる。また、電磁波が第２面側開口２０２に向かって進むほどスルーホール導体２０の開口径が大きくなるため、開口径が一定である導波管と比較して、スルーホール導体２０の内部における電磁波の反射が起きにくい。これらにより、開口径が一定である従来の導波管と比較して信号の伝送利得が向上する。
また、受信時において、第２面側開口２０２からスルーホール導体２０に入射する電磁波の収束効率を高めることができる。

【0014】

また、スルーホール導体２０の内壁２０３がＺ方向に対して傾斜している構成により、送信時において、第１面Ｓ１側から第２面Ｓ２側に向かう電磁波が次第に広がっていく領域が形成される。これにより、スルーホール導体２０の内部において反射がより起きにくくなり、信号の伝送利得がさらに向上する。
また、受信時において、第２面側開口２０２からスルーホール導体２０に入射する電磁波の収束効率をさらに高めることができる。

【0015】

言い換えると、本実施形態の印刷配線板１は、
第１絶縁層、スルーホール導体および貫通孔を備え、
前記第１絶縁層は、第１面と、該第１面とは反対に位置する第２面と、を有し、
前記スルーホール導体は、前記第１面から前記第２面にわたって位置しており、前記スルーホール導体に囲まれた部分が貫通孔であり、
該貫通孔は、前記第２面に平行な断面における開口面積が前記第１面から前記第２面に向かうに従って増大する部分を有する。

【0016】

〔変形例１〕
次に、第１の実施形態の変形例１について説明する。変形例１に係る印刷配線板１は、スルーホール導体２０の横断面における開口のアスペクト比が１を超える形状である点で上記実施形態と異なる。以下では、第１の実施形態と相違する点について説明し、共通する点については説明を省略する。変形例１は、後述する第２～第６の実施形態と組み合わせてもよい。

【0017】

図２に示すように、変形例１に係る印刷配線板１のスルーホール導体２０は、第１面側開口２０１、第２面側開口２０２、および任意の横断面における開口の形状が互いに相似な長方形である。これらの長方形は、第１面Ｓ１から第２面Ｓ２に向かうに従って面積が増大している。また、貫通孔１１１の中心軸を通る任意の縦断面において、第２面Ｓ２に垂直な方向（Ｚ方向）に対して内壁２０３が傾斜している。ここで、スルーホール導体２０の開口が円形以外の形状である場合には、貫通孔１１１の中心軸は、例えば横断面における開口形状の重心を通る軸とすることができる（以下の図３～図６についても同様である）。
なお、内壁２０３がＺ方向に対して傾斜している部分は、スルーホール導体２０の長手方向（Ｘ方向に平行な内壁）、短手方向（Ｙ方向に平行な内壁）のいずれか一方にあってもよい。特に、長手方向の内壁にあるのがよい。

【0018】

第１面側開口２０１の長辺（長径）の長さはａ１、短辺（短径）の長さはｂ１である。第２面側開口２０２の長辺の長さはａ２、短辺の長さはｂ２である。図２のスルーホール導体２０は、λ／２≦ａ１≦λ、およびλ／２≦ａ２≦λをいずれも満たす波長λの電磁波を伝播する。

【0019】

このような構成によれば、スルーホール導体２０の長径が短径より大きくなっている分、通過できる電磁波の波長の範囲を広くすることができる。また、相対的に短径が小さいことで、導波管を伝搬する平面波の電磁界が長径（図２のＸ方向）に向きやすくなり、伝搬効率を高めることができる。

【0020】

図３に示すように、スルーホール導体２０は、横断面における開口の形状が、湾曲した角部２０４を有する長方形であってもよい。すなわち、スルーホール導体２０の内壁の角部２０４が湾曲した凹状となっていてもよい。
この構成によれば、信号の送信時および受信時において、スルーホール導体２０をＺ方向に伝播する電流の周りを周回する磁界（磁力線）が、角部２０４付近の内壁で反射しにくくなる。よって、信号の伝送利得を向上することができる。

【0021】

スルーホール導体２０の横断面における開口の形状は、図２および図３に示した長方形に限らず、アスペクト比が１を超える任意の形状とすることができる。
例えば、図４に示すように、スルーホール導体２０は、横断面における開口の形状がレーストラック型（Ｘ方向に延びる長円型）であってもよい。

【0022】

また、図５に示すように、スルーホール導体２０は、横断面における開口の形状がダンベル型であってもよい。ここで、ダンベル型は、Ｘ方向についての一方側および他方側の端部がいずれも円形であり、これらの端部を除いた中央部が帯状となっている形状である。言い換えると、ダンベル型は、円形の２つの端部を、該円形の直径より幅の狭い帯状の中央部で繋いだ形状である。

【0023】

また、図６に示すように、スルーホール導体２０は、横断面における開口の形状がボウタイ型であってもよい。ここで、ボウタイ型は、Ｘ方向についての一方側および他方側の端部がいずれも台形状であり、端部を除いた中央部が帯状である。各端部の台形状は、Ｘ方向についての端に近いほどＹ方向の幅が広い形状である。

【0024】

これらのレーストラック型、ダンベル型およびボウタイ型のスルーホール導体２０も、長方形のスルーホール導体２０と同様の効果を奏する。

【0025】

〔変形例２〕
次に、第１の実施形態の変形例２について説明する。変形例２に係る印刷配線板１は、スルーホール導体２０の縦断面の形状が上記実施形態と異なる。以下では、第１の実施形態と相違する点について説明し、共通する点については説明を省略する。変形例２は、変形例１と組み合わせてもよい。また、変形例２は、後述する第２～第６の実施形態と組み合わせてもよい。

【0026】

図７に示すように、変形例２に係る印刷配線板１のスルーホール導体２０は、横断面の開口面積が第２面Ｓ２に向かって増大する部分ｐ１と、開口面積が一定である部分ｐ２とを有する。部分ｐ１は、スルーホール導体２０のうち第１面Ｓ１から所定距離範囲内の部分であり、部分ｐ２は、スルーホール導体２０のうち部分ｐ１を除いた部分である。

【0027】

別の観点では、貫通孔１１１の中心軸を通る任意の縦断面において、部分ｐ１では、第２面Ｓ２に平行な方向についての開口幅が第２面Ｓ２に向かうに従って増大している。一方、任意の縦断面において、部分ｐ２では、第２面Ｓ２に平行な方向についての開口幅が一定である。

【0028】

別の観点では、貫通孔１１１の中心軸を通る任意の縦断面において、部分ｐ１では、第２面Ｓ２に垂直な方向（Ｚ方向）に対して内壁２０３が傾斜している。一方、任意の断面において、部分ｐ２では、内壁面がＺ方向に平行である。
なお、開口面積が一定の部分ｐ２が第１面Ｓ１側にあり、面積が増大する部分ｐ１が第２面Ｓ２側にある構成であってもよい。

【0029】

このように、スルーホール導体２０は、横断面における開口の面積が第１面Ｓ１側から第２面Ｓ２側に向かうに従って増大する部分を有していればよく、横断面における開口面積は、第２面Ｓ２に向かうに従って単調非減少となっていればよい。

【0030】

また、図８に示すように、変形例２に係る印刷配線板１のスルーホール導体２０は、横断面の開口面積が第２面Ｓ２に向かって減少する部分ｐ３と、横断面の開口面積が第２面Ｓ２に向かって増大する部分ｐ１とを有していてもよい。部分ｐ３は、スルーホール導体２０のうち第１面Ｓ１から所定距離範囲内の部分であり、部分ｐ１は、スルーホール導体２０のうち部分ｐ３を除いた部分である。
図８の構成によれば、送信時および受信時の反射、収束を平均的なものにできるため、送受信時の信号の伝搬効率の差を小さくできる。

【0031】

〔第２の実施形態〕
次に、第２の実施形態について説明する。第２の実施形態に係る印刷配線板１は、第１導体層２１を有している点で第１の実施形態と異なる。以下では、第１の実施形態と相違する点について説明し、共通する点については説明を省略する。

【0032】

図９に示すように、第２の実施形態に係る印刷配線板１は、第１絶縁層１１の第２面Ｓ２に第１導体層２１を有する。第１導体層２１は、スルーホール導体２０と電気的に接続されている。第１導体層２１は、スルーホール導体２０の第２面側開口２０２の大きさを維持する配置となっている。すなわち、第１導体層２１は、第２面側開口２０２を塞がない配置となっている。第１導体層２１は、第２面Ｓ２のうち一部、例えばスルーホール導体２０との接続部の周囲のみに設けられていてもよい。

【0033】

第１導体層２１は、例えば、めっき処理により形成されためっき層（銅、ニッケルまたは金等）、銅箔等の金属箔、蒸着膜、スパッタ膜などであってもよい。これらのうち、コストおよび量産性の観点からは、銅のめっき層および／または銅箔を用いるのがよい。
なお、印刷配線板１は、第１面Ｓ１にもスルーホール導体２０と電気的に接続された第１導体層２１を有していてもよい。第１導体層２１を有する第１絶縁層１１として、片面銅箔または両面銅箔のプリント板を用いてもよい。

【0034】

このように、第２面Ｓ２に第１導体層２１を有する構成によれば、送信時においては、電磁波がスルーホール導体２０を通じて第２面Ｓ２側から放射される場合に、図９において破線で示すように、電磁波（電磁界）が第２面Ｓ２上に設けられた第１導体層２１に沿うように広がる。これにより、スルーホール導体２０を通じて第２面Ｓ２側から放射される電磁界をより広く安定した平面波へ変化させることができる。よって、電磁波の空間への放出効率を高めることができる。
また、受信時においては、受信する平面波の収束効率を高めることができる。

【0035】

〔第３の実施形態〕
次に、第３の実施形態について説明する。第３の実施形態に係る印刷配線板１は、有機樹脂４０、第２絶縁層１２および複数の第１ビア導体３１を有している点で第２の実施形態と異なる。以下では、第２の実施形態と相違する点について説明し、共通する点については説明を省略する。

【0036】

図１０に示すように、第３の実施形態に係る印刷配線板１は、スルーホール導体２０に囲まれた空間を埋めている有機樹脂４０（樹脂）と、第１導体層２１上に設けられている第２絶縁層１２と、第２絶縁層１２を貫通する複数のビア導体３１と、を備える。ここで、スルーホール導体２０に囲まれた空間とは、スルーホール導体２０の内壁、第１面側開口２０１がなす面、および第２面側開口２０２がなす面に囲まれた空間をいう。複数のビア導体３１は、第１導体層２１と電気的に接続されている。また、複数のビア導体３１は、第２面Ｓ２に向かう平面視で、第２面側開口２０２を囲むように第２面側開口２０２の外側に配置されている。図１０では、第２面側開口２０２の周囲を等間隔に囲む６つのビア導体３１が設けられている。ビア導体３１の材質は、上記で第１導体層２１の材質として例示した複数の材質のうちのいずれかであってもよく、第１導体層２１の材質と同一であってもよい。

【0037】

貫通孔１１１（スルーホール導体２０）に充填する有機樹脂４０としては、エポキシ樹脂（比誘電率ε：２．５～６．０）、ポリイミド樹脂（比誘電率ε：４．８～４．９）、ポリアミド樹脂（比誘電率ε：３．８～４．１）、ポリフェニレンエーテル樹脂（比誘電率ε：２．８～２．９）などから選ばれる少なくとも一種がよい。有機樹脂４０には無機フィラーを混合してもよい。

【0038】

第２絶縁層１２としては、液晶ポリマー（比誘電率ε：３．５～３．６）、ＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン、比誘電率ε：２．１）、環状オレフィンコポリマー（比誘電率：２．７）などがよい。特に、第２絶縁層１２としては、有機樹脂４０よりも比誘電率が低いものがよい。第２絶縁層１２および／または有機樹脂４０の空隙率を変えたり、無機フィラーの含有量を変えたりすることで、第２絶縁層１２および／または有機樹脂４０の比誘電率を調整してもよい。特に、有機樹脂４０にエポキシ樹脂を用い、第２絶縁層１２に液晶ポリマーを用いてもよい。なお、第２絶縁層１２として有機樹脂４０と同一の材質を用いてもよい。

【0039】

このように、複数のビア導体３１を有する構成によれば、送信時においては、電磁波がスルーホール導体２０から第１導体層２１に達した後に、その平面波としての広がりをビア導体３１によって抑制しつつ、指向性を高めることができる。また、受信時においては、平面波の収束効率を高めることができる。

【0040】

また、第２絶縁層１２の比誘電率が有機樹脂４０の比誘電率よりも低い構成とすることで、スルーホール導体２０から第１導体層２１に向けて電磁波が放射される送信時においてカットオフ周波数を高くできるため、高次モードの電磁波をより減衰させることができる。また、比誘電率が低い第２絶縁層１２において、出射時の電磁波の波長を広くとることができる。

【0041】

〔第４の実施形態〕
次に、第４の実施形態について説明する。第４の実施形態に係る印刷配線板１は、第２導体層２２を有している点で第３の実施形態と異なる。以下では、第３の実施形態と相違する点について説明し、共通する点については説明を省略する。

【0042】

図１１に示すように、第４の実施形態に係る印刷配線板１は、第２絶縁層１２上に第２導体層２２を備える。第２導体層２２は、複数のビア導体３１と電気的に接続されている。また、第２導体層２２は、平面視で貫通孔１１１の中心軸１１１ａを囲む位置に、第２面側開口２０２よりも面積が小さい開口２２１を有する。開口２２１の形状は、例えば円形であってもよい。また、開口２２１の形状は、第２面側開口２０２の形状の相似形であってもよい。第２導体層２２の材質は、上記で第１導体層２１の材質として例示した複数の材質のうちのいずれかであってもよく、第１導体層２１の材質と同一であってもよい。また、第２導体層２２およびビア導体３１は、めっき処理などの共通の工程で形成されることで、一体的となっていてもよい。

【0043】

このような構成によれば、送信時においては、スルーホール導体２０から開口２２１を通って＋Ｚ方向に放射される電磁波の指向性をビア導体３１および第２導体層２２の開口２２１によって高めつつ、収束効率を高めることができる。また、受信時においては、第２導体層２２の開口２２１を通すことで電磁波のサイドローブの部分を低減することができるため、電磁波のメインローブを高い効率でスルーホール導体２０に導入させることができる。この場合、スルーホール導体２０の内部においては、平面波が電磁波の進行方向に対して垂直な方向（第２面Ｓ２に平行な方向）に向きやすくなる。また、高次モードの電磁波を減衰させることができる。

【0044】

〔第５の実施形態〕
次に、第５の実施形態について説明する。第５の実施形態に係る印刷配線板１は、第４の実施形態の印刷配線板１の上面および下面にそれぞれ構成要素を追加したものに相当する。以下では、第４の実施形態と相違する点について説明し、共通する点については説明を省略する。

【0045】

図１２に示すように、第５の実施形態に係る印刷配線板１は、第１絶縁層１１の第１面Ｓ１（下面）にも、スルーホール導体２０と電気的に接続された第１導体層２１を有する。この第１面Ｓ１の第１導体層２１の下面には、スルーホール導体２０の第１面側開口２０１を覆う第３絶縁層１３が設けられている。第３絶縁層１３上（下面）には、第３導体層２３が設けられている。第３導体層２３は、電子部品としてのＭＭＩＣ５０の端子と電気的に接続される複数の接続パッド２３１、２３２（接続部）を有する。このうち接続パッド２３１は、第１面Ｓ１に向かう平面視で貫通孔１１１の中心軸１１１ａと重なる位置にある。すなわち、接続パッド２３１の位置は、中心軸１１１ａと重なる位置である。また、接続パッド２３２は、第３絶縁層１３を貫通するビア導体３２によって、第１面Ｓ１上の第１導体層２１と電気的に接続されている。第３絶縁層１３および第３導体層２３の下面には、第４絶縁層１４が設けられている。

【0046】

第３絶縁層１３および第４絶縁層１４の材質は、上記で第２絶縁層１２の材質として例示した複数の材質のうちのいずれかであってもよく、第２絶縁層１２の材質と同一であってもよい。ビア導体３２および第３導体層２３の材質は、上記で第１導体層２１の材質として例示した複数の材質のうちのいずれかであってもよく、第１導体層２１の材質と同一であってもよい。また、ビア導体３２および第３導体層２３は、めっき処理などの共通の工程で形成されることで、一体的となっていてもよい。

【0047】

また、第２導体層２２の上面には、第２導体層２２の開口２２１を覆う第５絶縁層１５が設けられている。第５絶縁層１５の上面には、平面視で開口２２１を覆う範囲に第４導体層２４が設けられている。第４導体層２４は、パッチアンテナとして機能する。

【0048】

第５絶縁層１５の材質は、上記で第２絶縁層１２の材質として例示した複数の材質のうちのいずれかであってもよく、第２絶縁層１２の材質と同一であってもよい。ただし、有機樹脂４０の比誘電率よりも第２絶縁層１２の比誘電率の方が低く、かつ、第２絶縁層１２の比誘電率よりも第５絶縁層１５の比誘電率の方が低い構成とするのがよい。特に、有機樹脂４０にエポキシ樹脂を用い、第２絶縁層１２に液晶ポリマーを用い、第５絶縁層１５にＰＴＦＥを用いてもよい。
第４導体層２４の材質は、上記で第１導体層２１の材質として例示した複数の材質のうちのいずれかであってもよく、第１導体層２１の材質と同一であってもよい。

【0049】

このような構成によれば、ＭＭＩＣ５０の端子から放射された電磁波（高周波信号）を、接続パッド２３１からスルーホール導体２０に導き、第４導体層２４から＋Ｚ方向に送信することができる。ここで、接続パッド２３１が貫通孔１１１の中心軸１１１ａ上にあることで、ＭＭＩＣ５０の端子から放射された電磁波を狭いスルーホール導体２０に直線的に伝搬させることができる。このため、ＭＭＩＣ５０からスルーホール導体２０へ入射するときの電磁波の伝送損失を小さくすることができる。
また、受信時においては、パッチアンテナとしての第４導体層２４からスルーホール導体２０を通った電磁波を収束率の高い状態でＭＭＩＣ５０に伝送させることができる。

【0050】

〔第６の実施形態〕
次に、第６の実施形態について説明する。第６の実施形態に係る印刷配線板１は、第１絶縁層１１の内部に内層導体２５を有する点で第１の実施形態と異なる。以下では、第１の実施形態と相違する点について説明し、共通する点については説明を省略する。

【0051】

図１３に示すように、第６の実施形態に係る印刷配線板１は、第１絶縁層１１の内部に内層導体２５を備える。内層導体２５は、スルーホール導体２０と電気的に接続されている。内層導体２５は、第２面Ｓ２に平行な板状の導体である。第１絶縁層１１は、複数の絶縁体をＺ方向に積層させた構成であってもよく、内層導体２５は、これらの複数の絶縁体のいずれかの界面に形成されていてもよい。また、内層導体２５が複数層設けられていてもよい。

【0052】

第６の実施形態は、第２～第５の実施形態と組み合わせてもよい。すなわち、第２～第５の実施形態の印刷配線板１は、第１絶縁層１１の内部に内層導体２５を有していてもよい。

【0053】

このように内層導体２５を有する構成によれば、第１絶縁層１１が、曲げなどを生じさせ得るような負荷を受けたときに、スルーホール導体２０を含む導波管の変形を低減することができる。これにより、伝搬する電磁波の乱れを小さくすることができるため、安定した伝送利得（伝送効率）を得ることができる。

【0054】

〔印刷配線板の製造方法〕
次に、図１４～図１６を参照して、印刷配線板１の製造方法の実施例について説明する。ここでは、図１２に示す第５の実施形態に係る印刷配線板１を製造する場合を例に挙げて説明する。以下の製造方法で挙げている各部材の材質は一例であり、これらに限らない。

【0055】

まず、第１絶縁層１１と、第１絶縁層１１の第１面Ｓ１および第２面Ｓ２に形成された第１導体層２１とを有するプリント板を用意する。第１絶縁層１１は、例えば、エポキシ樹脂を含侵したガラスクロス（比誘電率ε：４．６）であり、第１導体層２１は銅箔である。

【0056】

次に、図１４に示すように、先端が後端よりも径の小さいリーマ型のドリルを用いてプリント板に貫通孔１１１を形成する。長方形などの角のある形状には、径の小さいドリルを併用する。リーマ型のドリルを用いることで、第２面Ｓ２に向かって開口面積が大きくなる貫通孔１１１を形成できる。

【0057】

次に、図１５に示すように、無電解銅めっき処理および電解銅めっき処理を行って、貫通孔１１１の内壁１１２にスルーホール導体２０を形成する。なお、この工程で併せて第１導体層２１を形成してもよい。

【0058】

次に、図１６に示すように、スルーホール導体２０によって囲まれた空間にエポキシ樹脂（比誘電率ε：４．３）の有機樹脂４０を充填する。また、有機樹脂４０を充填した構造体の第１面Ｓ１側および第２面Ｓ２側にそれぞれ、液晶ポリマー（比誘電率ε：３．５～３．６）をレイアップし、この状態の構造体を加熱するとともにＺ方向に加圧する（例えば、２００℃、２時間）。これにより、液晶ポリマーが一旦溶融した後に硬化させて、図１６に示すように、第２面Ｓ２側に第２絶縁層１２が形成され、第１面Ｓ１側に第３絶縁層１３が形成される。この後、公知の成膜技術等を用いて、第２面Ｓ２側にビア導体３１、第２導体層２２、第５絶縁層１５、第４導体層２４を形成し、第１面Ｓ１側にビア導体３２、第３導体層２３、第４絶縁層１４、ＭＭＩＣ５０を形成して、図１２に示す印刷配線板１が完成する。

【0059】

なお、上記実施の形態で示した構成、構造、位置関係および形状などの具体的な細部は、本開示の趣旨を逸脱しない範囲において適宜変更可能である。また、本開示の趣旨を逸脱しない範囲において、上記実施の形態で示した構成、構造、位置関係および形状を適宜組み合わせ可能である。

【産業上の利用可能性】

【0060】

本開示は、印刷配線板に利用することができる。

【符号の説明】

【0061】

１ 印刷配線板
１０ 絶縁層
１１ 第１絶縁層
１１１ 貫通孔
１１１ａ 中心軸
１１２ 内壁
１２ 第２絶縁層
１３ 第３絶縁層
１４ 第４絶縁層
１５ 第５絶縁層
２０ スルーホール導体
２０１ 第１面側開口
２０２ 第２面側開口
２０３ 内壁
２０４ 角部
２１ 第１導体層
２２ 第２導体層
２２１ 開口
２３ 第３導体層
２３１、２３２ 接続パッド（接続部）
２４ 第４導体層
２５ 内層導体
３１、３２ ビア導体
４０ 有機樹脂（樹脂）
５０ ＭＭＩＣ（電子部品）
Ｓ１ 第１面
Ｓ２ 第２面

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】